一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于通風設(shè)備領(lǐng)域，涉及離心通風機，具體涉及一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)調(diào)查，風機用電約占全國用電的10%。國家要求風機的效率不得低于70%，而現(xiàn)有風機的平均運行效率卻只有40%?60%，可見風機的節(jié)能潛力是十分可觀的。風機通?？煞譃殡x心風機、軸流風機和混流風機三類，其中離心風機的使用量最大，因此，離心風機能否安全、經(jīng)濟、可靠、高效的運行，一直為風機設(shè)計、制造、科研、以及使用各部門所共同關(guān)注。
[0003]由于存在旋轉(zhuǎn)部件、葉輪流道結(jié)構(gòu)曲率較大以及氣流粘性的影響等等，離心風機內(nèi)部呈現(xiàn)出非常復(fù)雜的三維非定常流動。當氣流流過風機葉輪流道時，會由于黏性作用受到葉片表面摩擦阻力，產(chǎn)生流動損失，進而引起風機全壓的降低，影響風機性能。風機在小流量下運行時，會發(fā)生不穩(wěn)定流動狀態(tài)，造成流動失穩(wěn)，使流動損失增大，噪聲升高，嚴重影響著風機的運行效率，甚至有可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故的發(fā)生。
[0004]生物經(jīng)過億萬年的進化，形成了適應(yīng)自身環(huán)境的體表結(jié)構(gòu)，其表面阻力非常低。因此通過仿生學的研宄，設(shè)計出具有減阻效果的風機葉片表面結(jié)構(gòu)，是一種有效的減阻方法，并且不會給風機葉片帶來附加設(shè)備或額外能量消耗及空間占用，也不會對流體造成污染，僅依靠直接改變?nèi)~片表面形狀就可以起到很好的減阻效果，提高效率，降低噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片，采用仿生非光滑技術(shù)改變近壁區(qū)流場，有效增加葉片非光滑表面上粘性底層的厚度，降低壁面附近區(qū)域內(nèi)的速度梯度，減小近壁區(qū)湍流強度，減小壁面摩擦阻力，降低流動損失，減小能耗，提尚風機效率。
[0006]本實用新型包括葉片體；所述葉片體的內(nèi)部中空，兩壁面均開設(shè)有沿葉片體橫向等距設(shè)置的k個凹槽組，每個凹槽組包括等距設(shè)置的c個凹槽；靠近葉片體邊沿的凹槽與葉片體邊沿的間距均為10?20mm ;靠近葉片體根部的凹槽與葉片體根部的間距相等，均為10?20mm ;相鄰凹槽組的間距及凹槽組中相鄰兩個凹槽的間距均為d ;k的具體取值根據(jù)葉片體的寬度而定，保證相鄰凹槽組的間距d為5?1mm ;c的具體取值根據(jù)相鄰兩個凹槽的間距d而定，使得凹槽與葉片體尖部的間距為10?20mm ;同一個凹槽組的c個凹槽沿葉片體的根部至尖部方向呈直線、圓弧波浪形或鋸齒形排列；凹槽的形狀為棱柱，其橫截面呈方形或梯形。
[0007]所述凹槽的形狀也可為倒置的棱錐，其橫截面呈三角形。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]本實用新型通過對離心風機葉片的優(yōu)化設(shè)計，在葉片壁面上開設(shè)規(guī)則排列的凹槽，流體流經(jīng)凹槽處時，會在凹槽中形成低速旋轉(zhuǎn)的流動，當流體沿葉片壁面流動時，會從凹槽上部流過壁面，形成渦墊效應(yīng)，使近壁區(qū)湍流強度減小，湍動能的損耗降低；并增加了非光滑表面上粘性底層的厚度，減小了壁面附近區(qū)域內(nèi)的速度梯度，從而減小了非光滑表面的摩擦阻力，能耗減小，風機效率提高。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實用新型中凹槽的橫截面呈三角形時的示意圖；
[0012]圖3為本實用新型中凹槽的橫截面呈方形時的示意圖；
[0013]圖4為本實用新型中凹槽的橫截面呈梯形時的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖1所示，一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片，包括葉片體I ;葉片體I的內(nèi)部中空，兩壁面均開設(shè)有沿葉片體I橫向等距設(shè)置的k個凹槽組，每個凹槽組包括等距設(shè)置的c個凹槽2 ;靠近葉片體I邊沿的凹槽與葉片體I邊沿的間距均為15mm ;靠近葉片體I根部的凹槽2與葉片體I根部的間距均為15mm ;相鄰凹槽組的間距及凹槽組中相鄰兩個凹槽的間距均為d ;k的具體取值根據(jù)葉片體I的寬度而定，保證相鄰凹槽組的間距d為5?1mm中的一個值；c的具體取值根據(jù)相鄰兩個凹槽的間距d而定，使得凹槽2與葉片體I尖部的間距為15mm ;同一個凹槽組的c個凹槽2沿葉片體I的根部至尖部方向呈直線排列。
[0016]如圖2所示，凹槽2的形狀可為倒置的棱錐，其橫截面呈三角形。
[0017]如圖3和4所示，凹槽2的形狀可為棱柱，其橫截面可以呈方形或梯形。
[0018]流體流經(jīng)凹槽2處時，會在凹槽中形成低速旋轉(zhuǎn)的流動，當流體沿葉片壁面流動時，會從凹槽上部流過壁面，形成渦墊效應(yīng)，使近壁區(qū)湍流強度減小，湍動能的損耗降低；并增加了非光滑表面上粘性底層的厚度，減小了壁面附近區(qū)域內(nèi)的速度梯度，從而減小了非光滑表面的摩擦阻力，能耗減小，風機效率提高。
【主權(quán)項】
1.一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片，包括葉片體，其特征在于: 所述葉片體的內(nèi)部中空，兩壁面均開設(shè)有沿葉片體橫向等距設(shè)置的k個凹槽組，每個凹槽組包括等距設(shè)置的c個凹槽；靠近葉片體邊沿的凹槽與葉片體邊沿的間距均為10?20mm ;靠近葉片體根部的凹槽與葉片體根部的間距相等，均為10?20mm ;相鄰凹槽組的間距及凹槽組中相鄰兩個凹槽的間距均為d ;k的具體取值根據(jù)葉片體的寬度而定，保證相鄰凹槽組的間距d為5?1mm ;c的具體取值根據(jù)相鄰兩個凹槽的間距d而定，使得凹槽與葉片體尖部的間距為10?20mm ;同一個凹槽組的c個凹槽沿葉片體的根部至尖部方向呈直線、圓弧波浪形或鋸齒形排列；凹槽的形狀為棱柱或倒置的棱錐；棱柱的橫截面呈方形或梯形；棱錐的橫截面呈三角形。
【專利摘要】本實用新型公開了一種凹槽形仿生非光滑表面離心風機葉片。當氣流流過風機葉輪流道時，由于黏性作用受到葉片表面摩擦阻力，產(chǎn)生流動損失；風機在小流量下運行時，會發(fā)生不穩(wěn)定流動狀態(tài)，噪聲升高，嚴重影響風機的運行效率。本實用新型包括葉片體；葉片體的兩側(cè)面均開設(shè)有沿葉片體橫向等距設(shè)置的k個凹槽組，每個凹槽組包括等距設(shè)置的c個凹槽；同一個凹槽組的c個凹槽沿葉片體的根部至尖部方向呈直線、圓弧波浪形或鋸齒形排列；凹槽的形狀為棱柱，其橫截面呈方形或梯形。本實用新型采用仿生非光滑技術(shù)改變近壁區(qū)流場，有效增加葉片非光滑表面上粘性底層的厚度，減小壁面附近區(qū)域內(nèi)的速度梯度，繼而減小壁面摩擦阻力，降低流動損失。
【IPC分類】F04D29-66, F04D29-30
【公開號】CN204553333
【申請?zhí)枴緾N201520028355
【發(fā)明人】肖美娜, 竇華書, 魏義坤, 陳小平, 徐金秋
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年1月15日